Recensione di pubblicazione da progetto FFC
The immunosuppressive drug azathioprine inhibits biosynthesis of the bacterial signal molecule cyclic-di-GMP by interfering with intracellular nucleotide pool availability
Antoniani D., Rossi E., Rinaldo S., Bocci P., Lolicato M., Paiardini A., Raffaelli N., Cutruzzolà F., Landini P., Applied Genetics and Molecular Biotechnology, 2013 Apr 14. [Epub ahead of print]
Questa pubblicazione descrive i risultati del progetto FFC#13/2009, il cui obiettivo era trovare nuove molecole con attività antibiofilm: il biofilm è la matrice protettiva che avvolge le colonie batteriche, rendendo i batteri resistenti al trattamento antibiotico e alle difese immunitarie naturali. I ricercatori hanno visto che una particolare molecola segnale (c-di-GMP) rappresenta una chiave d’innesco per la formazione del biofilm e in alcuni batteri il farmaco aziatropina può contrastarla. Queste conoscenze sono utili per proseguire nella ricerca di nuove molecole.
In questo studio gli autori, guidati da Paolo Landini del Dipartimento di Bioscienze dell’Università di Milano, hanno cercato gli inibitori della proteina WspR, coinvolta nella formazione di biofilm e nella produzione di fattori di virulenza di Pseudomonas aeruginosa. Per farlo hanno utilizzato una serie di saggi microbiologici sviluppati nel batterio Escherichia coli. E’ stato effettuato uno screening di molecole in grado di inibire una particolare molecola segnale del processo chiamata c-di-GMP. Attraverso lo screening è stata identificata l’azatioprina, un farmaco già in uso nel trattamento di diverse condizioni autoimmuni (tra cui il morbo di Crohn), come molecola candidata a questo obiettivo terapeutico. I risultati mostrano che l’azatioprina può inibire la biosintesi di c-di-GMP dipendente da WspR. L’inibizione di WspR sembra essere indiretta, ed è probabilmente a causata dall’alterazione del pool di nucleotidi intracellulari: i nucleotidi compongono la sequenza del DNA che codifica per la proteina. Modificare la disponibilità di nucleotidi significa alterare la produzione della proteina. I risultati indicano che l’azatioprina può prevenire la formazione di biofilm in E. coli mediante inibizione della biosintesi di c-di-GMP e suggeriscono che tale inibizione potrebbe contribuire alla sua attività anti-infiammatoria nel morbo di Crohn. Nonostante il suo effetto su WspR, l’azatioprina non riesce però ad impedire la formazione di biofilm di P. aeruginosa. In conclusione, i risultati raggiunti forniscono nuove conoscenze sul ruolo dei farmaci inibitori di c-di-GMP e di altre molecole segnale batteriche, importanti nel trattamento di infezioni sostenute da colonie di batteri resistenti agli antibiotici perché dotate di biofilm.
In Gram-negative bacteria, production of the signal molecule c-di-GMP by diguanylate cyclases (DGCs) is a key trigger for biofilm formation, which, in turn, is often required for the development of chronic bacterial infections. c-di-GMP-mediated biofilm formation is an important factor in host colonization and appears to play a major role in lung infection in cystic fibrosis patients.
The authors, lead by Prof. Paolo Landini, from the Department of Biosciences University of Milan, found that azathioprine, a drug used in the treatment of Crohn’s disease, was able to inhibit WspR-dependent c-di-GMP biosynthesis in bacterial cells.
